增量式函数观测器的概念及其状态反馈控制系统的应用

Luenberger 提出的状态观测器理论可以解决在确定性条件下受控线性系统的状态重构问题,然而,物理世界中一切实际的系统都具有不同程度的非线性。该文采用Hammerstein 模型描述一类非线性系统,明确提出增量式函数观测器的概念,从基本定义出发,通过数学分析,证明 Luenberger 函数观测器、全维状态观测器和增量式状态观测器均为增量式函数观测器的特例。由于增量式函数观测器的数学定义是建立在非线性受控系统的基础上,因此,观测器的应用便可扩展到非线性控制领域。理论分析表明,在选择同样的观测器参数的前提下,增量式观测器的鲁棒性要优于鲁棒 Luenberger 观测器。在 3 座火力发电厂的 6台 300MW 以上容量单元机组工程应用的实践已证明,基于增量式观测器的状态反馈控制与 PID 控制相结合,能实现对大滞后复杂受控对象的高质量控制,具有很强的稳定鲁棒性,其控制算法简单实用,且便于推广。